一种利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105777674A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610231738.8(22)申请日2016.04.14(71)申请人南京工业大学地址210009江苏省南京市新模范马路5号(72)发明人朱晨杰郭凯唐成伦应汉杰刘铖陈彦君欧阳平凯(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人肖明芳(51)Int.Cl.C07D307/50(2006.01)C07D307/46(2006.01)C07C51/00(2006.01)C07C59/185(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法(57)摘要本发明公开了一种利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用木质纤维素制备可溶性低聚糖溶液；(2)在微通道反应装置中，利用HCl催化可溶性低聚糖溶液中的低聚糖转化为糠醛、羟甲基糠醛或乙酰丙酸，催化时，可溶性低聚糖与HCl的摩尔比为1:1～3，催化反应的温度为140～210℃，催化反应流速为1～6ml/min，催化反应保留时间为2～10min；(3)反应结束后冷却反应液，萃取反应液中的糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸。利用该方法五碳糖的转化率为90～97％，糠醛产率最高达92％；六碳糖的转化率为83～92％，5-HMF的产率最高85％，乙酰丙酸的产率最高为87％。CN105777674ACN105777674A权利要求书1/1页1.一种利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)利用木质纤维素制备可溶性低聚糖溶液；(2)在微通道反应装置中，利用HCl催化可溶性低聚糖溶液中的低聚糖转化为糠醛、羟甲基糠醛或乙酰丙酸，催化时，可溶性低聚糖与HCl的摩尔比为1:1～3，催化反应的温度为140～210℃，催化反应流速为1～6ml/min，催化反应保留时间为2～10min；(3)反应结束后冷却反应液，萃取反应液中的糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸。2.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，步骤(1)中，按照如下方法制备可溶性低聚糖溶液：(1a)玉米秸秆、玉米芯、麦秆、甘蔗渣或木屑粉碎至粒径为100目～1厘米的木质纤维素颗粒；(2a)酸与有机溶剂混合，得到裂解混合液，投入50g/L木质纤维素颗粒于裂解混合液中，保持酸与木质纤维素的比例为10～20mmol/g，搅拌1～3h；(3a)在40～60℃条件下减压蒸馏，去除裂解混合液中的有机溶剂，得到浸渍木质纤维素；(4a)浸渍木质纤维素粒置于球磨机中，室温球磨，球磨温度低于45℃，球磨时间为2h，球磨转速为500rpm/min，得到可溶性低聚糖与木质素混合物。(5a)将步骤4a中得到的混合物溶于水中，除去不溶物，得到可溶性低聚糖溶液，不溶物为木质素。3.根据权利要求2所述的利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，步骤(2a)中，所述的酸为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、丙酸中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求2所述的利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，步骤(2a)中，所述的有机溶剂为乙醚、丙酮、MIBK、正丁醇、异丁醇中的一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的微通道反应装置包括：第一原料储罐、第二原料储罐、微结构混合器、微结构反应器、萃取分离设备，第一原料储罐和第二原料储罐分别通过恒流泵与微结构混合器相连通，微结构混合器、微结构反应器、萃取分离设备依次连通，所述微结构反应器上温度控制模块。6.根据权利要求5所述的利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法，其特征在于，将可溶性低聚糖溶液置于第一原料储罐中，HCl溶液置于第二原料储罐中，可溶性低聚糖溶液和HCl溶液在微结构混合器中混合，混合物流入微结构反应器中反应，反应温度为140～210℃，流速为1～6ml/min，保留时间为2～10min。2CN105777674A说明书1/5页一种利用微通道反应装置制备糠醛、羟甲基糠醛、乙酰丙酸的方法技术领域[0001]本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种木质纤维素结合微通道反应装置高值化利用的新技术背景技术[0002]为应对日益严峻的能源危机,世界各国近年来高度重视生物质资源的开发利用。木质纤维素是地球上最丰富的可再生生物质资源,与淀粉、油脂等其它生物质资源相比,木质纤维素具有不与人争粮、不与粮争地的独特优势。从木质纤维素资源出发制备